整流电路资料重点

2020年10月14日10时50分
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电力电子电路的一种基本分析方法
通过器件的理想化，将电路简化为分段线性电路。
器件的每种状态对应于一种线性电路拓扑。
VT
对单相半波电路的分析
L
可基于上述方法进行：
u2
R
VT
L u2
R
当VT处于断态时，相当于 电路在VT处断开，id=0。 当VT处于通态时，相当于 VT短路。
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2.1 单相可控整流电路
2.1.1 单相半波可控整流电路 2.1.2 单相桥式全控整流电路 2.1.3 单相全波全控整流电路 2.1.4 单相桥式半控整流电路
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2.1.1 单相半波可控整流电路
T
a)
u1
u2
VT
uVT
id
ud R
流 期 间 ud 为 零 ， ud 中 不 再 出 现 负 的部分。
g)
O
t
图2-4 单相半波带阻感负载 有续流二极管的电路及波形
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有续流二极管时:
输出电压平均值Ud
Ud
1 2π
2U2 sintdt
输出电流平均值Id
u2
b) 0 t1
u
g
c) 0
ud
d) 0
u VT e)
0
2
t
t
t
t
图2-1 单相半波可控整流电路及波形
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1. 带电阻负载的工作情况
变压器T
起变换电压 隔离
交流输入为单相，直流输出电压波 形只在交流输入的正半周内出现， 故称为单相半波可控整流电路。
特点： 电压与电流成正比，两者波形相同
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输出电流平均值Id:
Id
Ud R
0.45 U2 1 cos
R
2
输出电压有效值U:
U
1 2π
2U2 sint 2dt
U2
1 sin2 π
4π
2π
输出电流有效值I:
I U U 2 1 sin 2 π
R R 4π
2π
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值Ud越接近零，输出的直流电流平均值也越小。
输出电压平均值
Ud
1 2π
udd (t)
1
2
2U2 sintd(t)
2020年10月14日10时50分2U
2
cos cos( )
2U 2
sin
sin
2
12
2π
π
2
2
为避免Ud太小，在整流电路的负载两端并联续流二极管
a)
u
1
u2
T
VT
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2.带阻感负载的工作情况
a)
u1
T u2
VT uVT
id
L ud
R
u
2
b)
0
t1
ug
c) 0
ud
d) 0 id
e) 0
u VT
+
f) 0
2
t
t +
t
t
tFra Baidu bibliotek
阻感负载
当负载中感抗与电阻相比不可忽 略时
阻感负载的特点
电感对电流变化有抗拒作用，使 得流过电感的电流不发生突变。
图2-2 带阻感负载单相半波可控整 流电路及波形
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arctan L
R
➢ 负载阻抗角、触发角 、晶闸管导通角θ的关系
若为定值，a 越大，在u2正半周L储能越少，维持导电的
能力就越弱，θ越小
若为定值， 越大，则L贮能越多，θ越大；且 越大，
在u2负半周L维持晶闸管导通的时间就越接近晶闸管在u2
正半周导通的时间，ud中负的部分越接近正的部分，平均
b)
b) VT处于导通状态
id
2U 2
sin(
R (t )
)e L
Z
2U2 sin( t )
Z
（2-3）
•
其中 Z
R2
(L)2
，
arctan
L
R
当ωt=θ+a 时，id=0，代入式（2-3）并整理得
sin( )e tan sin( )
（2-4）
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a)
b)
图2-3 单相半波可控整流 电路的分段线性等效电路
a)VT处于关断状态 b)VT处于导通状态
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当VT处于通态时，如下方程成立：
L did dt
Rid
2U 2 sin t
（2-2）
VT
L u
2
R
初始条件：ωt= a ，id=0。求解式（2-2）并 将初始条件代入可得
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T
a) u1
u2
VT
uVT
id
ud R
u2
uT
b)
0 t1Tr
2
u
g
VT
c) u1
u2
0
ud
(a)
d) 0
uVT
e) 0
u2 2U 2
0
π 2π
3π
t
ug
0
idt
ud id
ud
id
R
ud
0
t
uT
t
Ud t
0
t
t
2U 2
(b)
t
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两个重要的基本概念
触发延迟角
本章小结
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第2章 整流电路(AC/DC变换）
整流电路：出现最早的电力电子电路，将交流电变为直流电。 整流电路的分类：
➢ 按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种 ➢ 按电路结构可分为桥式电路和零式电路 ➢ 按交流输入相数分为单相电路和多相电路 ➢ 按变压器二次侧电流的方向是单向或双向
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整流器功率因数是变压器二次侧有功功率与视在功率的比值
cos P UI2 1 sin 2 π
S U2I2 4π
2π
式中 P—变压器二次侧有功功率，P=UI=I2R S—变压器二次侧视在功率，S=U2I2
晶闸管承受的最大正反向电压Um是相电压峰值。
Um 2U2
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第2章 整流电路(AC/DC变换）
2.1 单相可控整流电路 2.2 三相可控整流电路 2.3 变压器漏感对整流电路的影响 2.4 电容滤波的不可控整流电路 2.5 整流电路的谐波和功率因数 2.6 大功率可控整流电路 2.7 整流电路的有源逆变工作状态 2.8 晶闸管滞留电动机系统 2.9 相控电路的驱动控制
从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触
发脉冲止的电角度,用a 表示,也称触发角或控制角。
导通角
晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度称
为，用θ表示 。
直流输出电压平均值为
Ud
1 2
2U2 sintd(t)
2U 2 2
(1
cos
)
0.45U 2
1
cos 2
（2-1）
移相范围为180
这种通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为 相位控制方式（相控方式）
u
uVT u
2
d
i
d
iVD R L
VD R
R
当u2过零变负时，VDR导通，ud
b)
O
t1
t
ud
c)
O
t
id
Id d)
O
t
i VT
I
d
e)
O iVD R
-
+
t
f)
O
t
uVT
为 零 。 此 时 为 负 的 u2 通 过 VDR 向 VT施加反压使其关断，L储存的能
量保证了电流id在L-R-VDR回路中 流通，此过程通常称为续流。续